সৃজনশীলঃ ‘…’ ক্যান্টনমেন্ট পাবলিক স্কুল অ্যান্ড কলেজ ২০২৪ – পরিবেশ রসায়ন, রসায়ন, রসায়ন ২য় পত্র (এইচএসসি)

বাস্তব গ্যাসের চাপ আদর্শ গ্যাসের চাপ অপেক্ষা কম, কারণঃ

বাস্তব গ্যাসের অণুসমূহের মধ্যে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল রয়েছে। কিন্তু আদর্শ গ্যাসের অণুসমূহের মধ্যে আন্তঃআণবিক আকর্ষণ বল নেই। কোনো আবদ্ধ পাত্রের বাস্তব গ্যাসের মাঝখানের অণুগুলোর যেমন চারপাশের অন্যান্য অণু দ্বারা আকৃষ্ট থাকে তেমনি দেওয়ালের কাছের অণুগুলোও ভেতর দিকের অণু দ্বারা আকৃষ্ট হয়ে থাকে। ফলে আদর্শ গ্যাসের আন্তঃআণবিক আকর্ষণ্মুক্ত অণুগুলো পাত্রের দেওয়ালে যত জোরে ধাক্কা দিতে পারে বাস্তব গ্যাসের অণু তত জোরে ধাক্কা দিতে পারে না, তাই বাস্তব গ্যাসের চাপ, আদর্শ গ্যাসের চাপ অপেক্ষা কম হয়।

উদ্দীপকের ২নং বিক্রিয়াটি সম্পূর্ণ করে পাই,

বিক্রিয়া থেকে দেখা যাচ্ছে যে, z যৌগটি হলো একটি নাইট্রোবেনজিন। সুতরাং বলা যায়, বেনজিন থেকে  যৌগটি উৎপাদনের প্রক্রিয়াটি হলো বেনজিনের নাইট্রেশন বিক্রিয়া। নিচে বেনজিনের নাইট্রেশন বিক্রিয়াটি তিনটি ধাপে বর্ণনা করা হলোঃ

১ম ধাপঃ

$\mathrm{HO}-{\mathrm{NO}}_2+2H_2{\mathrm{SO}}_4\rightleftharpoons H_2{O}^{+}+2{\mathrm{HSO}}_4^{-}+{}^{+}{\mathrm{NO}}_2$ (নাইট্রোনিয়াম আয়ন)

এই ধাপে গাঢ় HNO₃ কে H₂ SO₄ প্রোটন দান করে এবং HNO₃ ও একটি হাইড্রক্সিল আয়ন ত্যাগ করে নাইট্রোনিয়াম আয়নে পরিণত হয়।

২য় ধাপঃ

⁺NO₂ একটি ইলেকট্রন আকর্ষী বিকারক। ফলে এটি বেনজিন চক্রের কার্বন পরমাণুর সাথে সমযোজী বন্ধনের মাধ্যমে যুক্ত হয়ে কার্বোনিয়াম আয়ন বা মধ্যবর্তী ধনাত্মক বেনজোনিয়াম আয়ন উৎপন্ন করে।

৩য় ধাপঃ

এই ধাপে বেনজোনিয়াম আয়নের সাথে ক্ষারীয় আয়ন HSO₄- বিক্রিয়া করে একটি প্রোটন অপসারণ করে প্রতিস্থাপিত স্থায়ী যৌগ নাইট্রোবেনজিন উৎপন্ন করে।

উদ্দীপকের ১ নং বিক্রিয়াটি সম্পন্ন করে পাই,

সুতরাং বিক্রিয়া থেকে দেখা যায় যে, X যৌগটি হলো টলুইন এবং Y যৌগটি হলো বেনজ্যালডিহাইড। ইলেক্ট্রন আকর্ষী প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে টলুইন (X) বেনজ্যালডিহাইড (Y) থেকে বেশি সক্রিয়া কারণঃ 

টলুইন এর বেনজিন বলয়ে একটি মিথাইল মূলক (-CH₃) যুক্ত থাকে। আমরা জানি, মিথাইল মূলক ইলেক্ট্রন প্রদানকারী গ্রুপ হিসেবে কাজ করে। 

ইলেক্ট্রনাকর্ষী প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ার ক্ষেত্রে বেনজিন চক্রের সঞ্চারণশীল ইলেক্ট্রনের ঘনত্বের উপর সক্রিয়তা নির্ভর করে। টলুইন একটি অর্থ্রো ও প্যারা নির্দেশক। টলুইন এর মিথাইল মূলক একটি ইলেক্ট্রন প্রদানকারী গ্রুপ হওয়ায় এটি বেনজিন চক্রে ইলেক্ট্রনের ঘনত্ব বৃদ্ধি করে। টলুইনের অনুরণনের মধ্য থেকে আমরা দেখতে পাই যে, অর্থ্রো ও প্যারা অবস্থানে ইলেক্ট্রনের ঘনত্ব বৃদ্ধি পায় (ii-iv)। ফলে টলুইনে আগত বিকারকসমূহ অর্থ্রো ও প্যারা অবস্থানে যুক্ত হয়।

অপরদিকে, বেনজ্যালডিহাইড একটি মেটা নির্দেশক। বেনজ্যালডিহাইড এ বেনজিনে থাকা -CHO মূলক ঋণাত্মক আবেশীয় হওয়ায় বেনজিন বলয়ের π ইলেক্ট্রন মেঘ নিজের দিকে টেনে নেয়। বেনজ্যালডিহাইডের অনুরণন থেকে দেখতে পাই যে, অর্থ্রো ও প্যারা অবস্থানে ইলেক্ট্রন ঘনত্ব হ্রাস পায়। অর্থ্যাৎ মেটা অবস্থানে ইলেক্ট্রন ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়। তাই আগত ইলেক্ট্রোফাইলগুলো মেটা অবস্থানে যুক্ত হবে। 

সুতরাং দেখা যায় যে, টলুইনে বেনজিন বলয় সক্রিয়কারী গ্রুপযুক্ত থাকায় সক্রিয়তা অনেক বেশি হয় আর বেনজ্যালডিহাইডের বেনজিন বলয়ে বলয় নিষ্ক্রিয়কারী গ্রুপ যুক্ত থাকায় সক্রিয়তা কম হয়। তাই বলা যায়, ইলেক্ট্রনাকর্ষী প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় বেনজ্যালডিহাইড থেকে টলুইন বেশি সক্রিয় হয়।